传感网络综合实验讲稿.docVIP

《传感网络综合实验》 讲稿 班 级：电子111-113 指导教师：苗凤娟、王丽 实验一 CC2430教学实验装置硬件介绍 一、实验目的及要求： 1、了解CC2430单片机的主要特点、了解CC2430 芯片的引脚功能 2、了解CC2430 芯片典型应用电路、模块实物图及说明 3、掌握CC2430实验板原理图及外围接口 二、实验环境（包括仪器及型号、使用的平台及相关软件）： 1、通用ＰＣ机一台，安装Windows2000或WindowsXP操作系统。 2、CC2430射频模块、CC2430实验板和SmartRF仿真器一套 3、USB连接电缆一条 4、IAR软件 三、实验预备知识： 1、CC2430单片机的主要特点： CC2430单片机是TI公司（德州仪器）生产的一款专用于IEEE 802.15.4和Zigbee协议通信的片上系统解决方案。其RF内核是基于工业领先的射频通信芯片CC2420。在单个芯片上集成了CPU、存储器、常用片内外设和RF射频单元。它具有1个8 位CPU（8051），主频达32MHZ，具有最大128 KB可编程FLASH和8KB的SRAM，片内外设非常丰富，主要包括1个5通道8位至14位可编程ADC转换器、4个定时器（其中包括一个MAC定时器）、2个USART，1个DMA控制器、1个AES128 协同处理器、1个看门狗定时器、1个内部稳压器、21个可编程I/O 引脚，可配置为通用I/O，也可配置为外设专用引脚。CC2430 芯片采用0.18μm CMOS工艺生产，在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA和25mA。具有3种休眠模式,从休眠模式转换到正常模式仅需54us，特别适合要求电池长期供电的应用场合。 其开发工具采用IAR Embedded Workbench，主要应用为IEEE802.15.4系统设计、ZigBee系统设计、家居自动化、工业控制、低功耗传感器网络（WSN）、消费电子、PC外设USB 口和计算机(PC 机)实现通信；通过网关内置ZigBee 模块和各无线传感器网络节点实现通信。网关节点是将所有节点数据汇总、分析、存储和发送的一个机构。 它的工作流程是：当计算机发送命令以后，网关接收命令，首先判断是不是可用的命令，如果可用，根据命令判断计算机需要那个节点的信息，并向该节点发送命令要求将对应数据传回网关，然后再将接收到的指定节点的信息按既定格式发送给PC 机，PC 机通过传感器网络PC 软件显示出来。 2、传感器节点 主要包括1 块底板(采集板)与1 块ZigBee模块组成。根据需要可增加传感器扩展板。 底板(采集板，如图33 所示)型号为C51RF-WSN-DA100。传感器扩展板型号为C51RF-WSN-DA300。 传感器节点在无线ZigBee 传感器网络系统既可用作于普通传感节点，也可用作于无线ZigBee 网络中的路由节点之用。 传感器节点主要温度采集、光照度采集、BEEP(蜂鸣器)、LED 测试小灯、数据发送等功能。 传感器在采集到温度值或者光照度值后，通过ZigBee 模块内CC2430 单片机的AD将其转换为数字电压，通过ZigBee 无线模块射频部分将其发送给路由节点或者网关。可以通过PC 机软件对它进行直接访问，比如可以通过PC 机使传感器节点完成LED 小灯的测试。 传感器底板(采集板，DA100)： 传感器采集板 DA100 包括温度传感器、光敏传感器、可调电阻、BEEP(蜂鸣器)、8 路可扩展AD、仿真器接口、ZigBee 无线模块接口、DA300 接口、功能拔码开关等。 图 传感器底板(采集板)DA100 3、路由器节点 在传感器节点不能和网关直接通信的时候，路由器节点就起到了连接网关和传感器节点通信的目的。传感器节点硬件电路在无线ZigBee 传感器网络系统既可用作于普通传感节点，也可用作于无线ZigBee 网络中的路由节点之用。 4、仿真器 C51RF-WSN 实时在线仿真器(又称C51RF-3 仿真器)通过USB 接口直接连接到电脑，并连到目标板(如本系统中图4 所示传感器节点)，具有代码高速下载，在线调试Debug，硬件断点，单步，变量观察，寄存器观察等全部C51 源水平调试的功能，实现对CC2430 系列无线单片机和ZigBee 协议栈的实时在线仿真/调试/测试。 C51RF-WSN 仿真器可支持著名IAR 7.20 以上的集成开发环境。这是一个KELLC51 类似的，功能强大的C51 编译器/IDE/DEBUG 开发平台。 5、ZigBee 无线模块 C51RF-WSN 配套ZigBee 无线模块采用无线龙标准双排20 针功能引脚。ZigBee 无线模块采用的是TI 的ZigBee 片上系统CC2430 作为微控制器。 结果： 实验二 CC